蔣 喜

中國水利水電第十一工程局，河南 鄭州 450001

貝克曼梁由美國A.C.Benkilman 于1953 年發(fā)明，并用于AASHO 試驗(yàn)路，后作為補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)及施工時(shí)彎沉檢驗(yàn)的手段，在全世界得到了廣泛應(yīng)用。在我國，公路工程上也廣泛使用貝克曼梁測(cè)定彎沉，并作為路面彎沉檢測(cè)和竣工、交工驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)方法，同時(shí)在路面設(shè)計(jì)上也將其作為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)方法和基本參數(shù)［1］。

1 檢測(cè)方法

目前，我國通常采用貝克曼梁測(cè)定各類路基路面的回彈彎沉以評(píng)定其整體承載能力，此外，我國還將貝克曼梁用于測(cè)定路基路面回彈模量，其試驗(yàn)方法與彎沉試驗(yàn)相似，只是將測(cè)得的回彈彎沉（或通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法換算的代表彎沉值）通過計(jì)算轉(zhuǎn)化為回彈模量。

無論是采用貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈彎沉試驗(yàn)還是路基路面回彈模量，其直接檢測(cè)分析對(duì)象均為測(cè)定特定荷載作用在路層上的狀態(tài)下，造成的“豎向形變的可恢復(fù)性部分”這一靜態(tài)單點(diǎn)指標(biāo)。而在玻利維亞某公路項(xiàng)目規(guī)范中，使用貝克曼梁進(jìn)行彎沉檢測(cè)的方法與我國的卻并不相同。

玻利維亞規(guī)范規(guī)定的彎沉檢測(cè)方法，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需要記錄至少六個(gè)彎沉數(shù)據(jù)，分別為貝克曼梁檢測(cè)點(diǎn)到荷載加載中心點(diǎn)的距離為0、20cm、30cm、40cm、50cm 和500cm 時(shí)的變形值。實(shí)際試驗(yàn)檢測(cè)每個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)，通常保持貝克曼梁位置不變，檢測(cè)車直線行駛以改變載荷點(diǎn)位置，以模擬載荷點(diǎn)位置不變時(shí)距離載荷點(diǎn)不同距離處的彎沉變形量，距離為0 即荷載加載位置中心點(diǎn)的彎沉量，距離500cm 即試驗(yàn)車駛出彎沉影響半徑后的不可恢復(fù)的永久彎沉量。

2 數(shù)據(jù)處理

采用與國內(nèi)相同的方法計(jì)算出回彈彎沉（彎沉檢測(cè)結(jié)果需要對(duì)溫度、濕度的影響進(jìn)行修正，玻利維亞和中國規(guī)范修正方法類似，本文不再進(jìn)行相關(guān)論述），不同的是，玻利維亞規(guī)范需要計(jì)算出彎沉影響半徑分別為0～50cm 的5 個(gè)參數(shù)組成一系列回彈彎沉值。通過這五個(gè)彎沉值，即可擬合出一條彎沉曲線，從曲線中可得出回彈彎沉值為最大回彈彎沉（Δ0）一半時(shí)對(duì)應(yīng)的彎沉影響半徑（R50），該值被稱為彎沉曲線長(zhǎng)度指數(shù)。通過彎沉曲線長(zhǎng)度指數(shù)和最大回彈彎沉可計(jì)算出路基回彈模量（E）。

3 理論分析

1938 年，A.H.A Hogg 提出了一種計(jì)算路基材料彈性模量的方法，將路層簡(jiǎn)化為位于彈性基礎(chǔ)上的薄板［2］。1944 年，A.H.A Hogg 發(fā)表了有限厚度基礎(chǔ)上的薄板受點(diǎn)荷載作用模型［3］，其數(shù)值解和分布荷載模型在1977 年被Wiseman 推導(dǎo)出來［4］。Wiseman 分析了Hogg 模型建立的三種情況，一種是無限大彈性地基，另兩種情況是有限厚度的彈性地基，路基彈性模量E0 和由彎沉曲線長(zhǎng)度指數(shù)R50 與最大回彈彎沉Δ0兩個(gè)參數(shù)的積建立函數(shù)關(guān)系E0=f（R50×Δ0）。

通過大量實(shí)踐證明采用上述第二種情況，即h/l=10、μ0=0.4 時(shí)，具有良好的適用性，能夠在各種路面結(jié)構(gòu)類型中取得相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)果［5］。當(dāng)（R50×Δ0）值在32.4～677.8cm2范圍內(nèi)，E0值在260～5236kg/cm2范圍內(nèi)時(shí)，可以擬合出關(guān)系公式：

4 結(jié)論

在玻利維亞規(guī)范中，貝克曼梁法彎沉試驗(yàn)通過多點(diǎn)彎沉值得測(cè)定形成了彎沉曲線，引入了彎沉曲線長(zhǎng)度指數(shù)R50這一檢測(cè)指標(biāo)，建立了彎沉曲線長(zhǎng)度指數(shù)R50和最大回彈彎沉Δ0的乘積與路基彈性模量E0的關(guān)系公式。該試驗(yàn)方法有利于減小彎沉檢測(cè)試驗(yàn)的誤差，提高彎沉試驗(yàn)的檢測(cè)精度，對(duì)我國彎沉檢測(cè)試驗(yàn)的發(fā)展有一定的參考意義。